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Patent 2375707 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2375707
(54) English Title: COMPOSITIONS BASED ON ORGANOPOLYSILOXANES AND SILYLATED POLYMER CURED INTO ELASTOMERS AT ROOM TEMPERATURE IN THE PRESENCE OF MOISTURE
(54) French Title: COMPOSITIONS A BASE D'ORGANOPOLYSILOXANES ET DE POLYMERE SILYLE DURCISSANT EN ELASTOMERES DES LA TEMPERATURE AMBIANTE EN PRESENCE D'HUMIDITE
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C08L 83/04 (2006.01)
  • C08L 83/06 (2006.01)
(72) Inventors :
  • DALLIES, CORINNE (France)
(73) Owners :
  • RHODIA CHIMIE (France)
(71) Applicants :
  • RHODIA CHIMIE (France)
(74) Agent: ROBIC
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2000-06-02
(87) Open to Public Inspection: 2000-12-14
Examination requested: 2001-12-07
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2000/001530
(87) International Publication Number: WO2000/075234
(85) National Entry: 2001-12-07

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
99/07195 France 1999-06-08
99/13988 France 1999-11-08

Abstracts

English Abstract

The invention concerns single-constituent compositions based on polyorganosiloxane(s), silylated polymer(s), mineral fillers and a curing catalyst crosslinked into elastomer and adhesive in the presence of moisture.


French Abstract

La présente invention concerne des compositions monocomposantes à base de polyorganosiloxane(s), de polymère(s) silylé(s), de charges minérales et d'un catalyseur de durcissement réticulant en élastomère et adhérant en présence d'humidité.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.




-15-


REVENDICATIONS

1. Composition monocomposante à base de polyorganosiloxane(s) et de
polyuréthanne(s) silylé(s), stable au stockage en absence d'humidité et
réticulant en présence d'humidité en élastomère non jaunissant et adhérent,
caractérisée en ce qu'elle comprend:

(1i) 100 parties en poids d'au moins un polyorganopolysiloxane linéaire
réticulable A de formule:

Image
dans laquelle:
- les substituants R1, identiques ou différents, représentent chacun un
radical monovalent hydrocarboné saturé ou non en C1 à C13, substitué ou
non substitué, aliphatique, cyclanique ou aromatique;

- les substituants R2, identiques ou différents, représentent chacun un
radical monovalent hydrocarboné saturé ou non en C1 à C8, substitué ou
non substitué, aliphatique, cyclanique ou aromatique;

- les substituants R3, identiques ou différents, représentent chacun un
radical alkyle, linéaire ou ramifié, en C1 à C8;

- n a une valeur suffisante pour conférer au polyorganopolysiloxane A une
viscosité dynamique à 25°C allant de 1.000 à 1.000.000 mPa.s;

- a est zéro ou 1;
- b représente zéro ou 1;
(2i) 2 à 170 parties en poids de charges minérales G;
(3i) une quantité efficace d'un catalyseur de durcissement H choisi parmi
+les amines et sels d'acides carboxyliques de métaux dont le Sn, Zn,
Fe, Pb, Ba et Zr, en particulièrement les sels d'acides gras
carboxyliques (exemples: dilaurate de dibutylétain, dioctoate de
dibutylétain, stéarate de fer, octoate d'étain II et octoate de plomb),
+ les dérivés organiques du titane,
+ et les chélates, en particulier le bis(acéthylacétonate) de dibutylétain;


-16-


(4i) 1 à 20 parties d'au moins un polymère silylé C, de masse moléculaire de
300 à 100 000, et de préférence 1000 à 50000:
- comportant au moins 2 motifs R4a(OR5)3-a--Si-C.ident.:
+ reliés au polymère par l'intermédiaire de chaîne
hydrocarbonée de 1à 20 atomes de carbone, de préférence
alkylène,
+ et R4, identiques ou différents, représentent un radical
monovalent hydrocarboné saturé ou non saturé comportant de
1 à 13 atomes de carbone et pouvant être substitué (exemple
halogéne) , ce radical étant aliphatique, cyclique et/ou
aromatique ,
+ et R5, identiques ou différents, représentent un radical
monovalent hydrocarboné saturé ou non saturé comportant de
1 à 8 atomes de carbone, ce radical étant aliphatique, cyclique
et/ou aromatique ,
- le polymère étant constitué
+ d'au moins un motif -N-(C=O)-O- ,
+ d'au moins un motif -N-(C=O)-X- où X est choisi parmi
l'azote, le soufre, l'oxygène et le carbone ,
+ et pouvant comporter d'autres motifs choisis parmi les motifs
ester, éther, urée, amide, isocyanurate et d'autres fonctions ;
(5i) en option et jusqu'à 8 parties en poids d'au moins un agent promoteur
d'adhérence P à base d'un composé additionnel organosilicique choisi parmi
les composés portant à la fois (1) des groupes hydrolysables liés à l'atome de
silicium et (2) des groupes organiques substitués par des radicaux choisis
dans le groupe des radicaux amino, isocyanato, époxy, alkényle et
isocyanurate.

2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le polymère
silylé
est un polyuréthanne silylé.

3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que au moins
2
motifs R4a(OR5)3-a-Si-C.ident. du polymère silylé sont aux extrémités de la
chaîne
hydrocarbonée.

4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes
caractérisée en ce qu'elle contient un promoteur d'adhérence P.





-17-
5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes
caractérisée en ce que le promoteur d'adhérence est choisi parmi au moins un
composé organosilicique portant à la fois (1) au moins un groupe hydrolysable
lié à l'atome de silicium et (2) au moins un groupe organique comprenant un
radical alkyle linéaire ou ramifié comprenant de 1 à 8 atomes de carbone dont
au moins l'un des carbones porte un groupement amine primaire ou secondaire
6. Composition selon la revendication précédente caractérisée en ce que ce
composé organosilicique est sélectionné parmi au moins un silane organo-
fonctionnel de formule (IV):
(R10HNR11)Si(R9)a(OR12)3-a
dans laquelle :
- R9 représente un radical hydrocarboné monovalent ayant de 1 à 6
atomes de carbone, un radical phényle, un radical vinyle,
- R10 représente un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou
ramifié comprenant de 1 à 8 atomes de carbone pouvant contenir au
moins un groupe amine primaire,
- R11 représente un radical hydrocarboné divalent ayant de 1 à 6 atomes
de carbone comprenant éventuellement une fonction éther,
R12 représente un groupe alkyle ou alcoxyalkyle ayant moins de 8
atomes de carbone,
- et a est égal à 0 ou 1.
7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes
caractérisée en ce qu'elle peut contenir de 0 à 50 parties de
diorganopolysiloxane linéaire non réactif F de formule :
Image
dans laquelle :
- les substituants R1, identiques ou différents, ont les mêmes significations
que celles données ci-avant pour le diorganopolysiloxane réactif A de
formule (I) ;



-18-


- m a une valeur suffisante pour conférer aux polymères de formule (III) une
viscosité dynamique à 25°C allant de 10 à 200.000 mPa.s, et de
préférence
allant de 50 à 150.000 mPa.s.

8. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que les substituants R1 des polymères hydroxylés A, et des
polymères F sont pris dans le groupe formé par:
- les radicaux alkyles et halogénoalkyles ayant de 1 à 13 atomes de
carbone,
- les radicaux cycloalkyles et halogénocycloalkyles ayant de 5 à 13 atomes
de carbone ,
- les radicaux alcényles ayant de 2 à 8 atomes de carbone,
- les radicaux aryles et halogénoaryles mononucléaires ayant de 6 à 13
atomes de carbone,
- les radicaux cyanoalkyles dont les chaînons alkyles ont de 2 à 5 atomes
de carbone.

9. Elastomère adhérant sur divers substrats suceptible d'être obtenu par
durcissement à des températures allant de 5 à 35°C sous l'action de
l'humidité,
des compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.


Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



CA 02375707 2001-12-07
WO 00/75234 PCT/FR00/01530
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COMPOSITIONS A BASE D'ORGANOPOLYSILOXANES ET DE POLYMERE
SILYLE DURCISSANT EN ELASTOMERES DES LA TEMPERATURE
AMBIANTE EN PRESENCE D'HUMIDITE.
La présente invention concerne de nouvelles compositions monocomposantes à
base d'organopolysiloxane(s) et de polymères) silylé(s) réticulant en
élastomères et
adhérents, en opérant dès la température ambiante (c'est-à-dire dans un
intervalle de
températures allant de 5°C à 35°C) et en présence d'humidité.
Les élastomères silicones, appelés communément mastics, sont utilisés dans de
nombreuses applications telles que l'étanchéité et l'assemblage. Parmi
l'ensemble
des propriétés demandées dans ces applications, l'adhérence sur des supports
très
variés (métalliques, plastiques, bois) est une propriété très importante.
Pour atteindre un niveau acceptable en ce qui concerne les performances
adhésives, des promoteurs d'adhérence, généralement des silanes porteurs de
groupements fonctionnels, sont introduits dans les formulations de mastics.
La présente invention a pour but de proposer de nouvelles compositions
monocomposantes dont les propriétés d'adhérence ont été optimisées pour
permettre
leur utilisation sur des supports très variés. L'adhérence est très bonne sur
divers
substrats, en particulier les matières plastiques comme par exemple le
polychlorure
de vinyle (PVC) et le polyméthacrylate de méthyle (PMMA).
Ces compositions polyorganosiloxanes monocomposantes peuvent être
préparées selon divers modes opératoires aussi bien en discontinu ("batch")
qu'en
continu.
II a donc été trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention,
des
compositions monocomposantes à base de polyorganosiloxane(s) et de
polyuréthanne(s) silylé(s), stables au stockage en absence d'humidité et
réticulant en
élastomères adhérents en présence d'humidité, caractérisées en ce qu'elles
comprennent
(1 i) 100 parties en poids d'au moins un polyorganopolysiloxane linéaire
réticulable A de formule
R~
(Rz)aI(~CHZCHZ)b~R3l~.as~'O 1i-0 Si(Rz)aL(OCHzCHz)b~R3l~-a
R~ n


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dans laquelle
- les substituants R1, identiques ou différents, représentent chacun un
radical monovalent hydrocarboné saturé ou non en C1 à C13, substitué ou
non substitué, aliphatique, cyclanique ou aromatique ;
- les substituants R2, identiques ou différents, représentent chacun un
radical monovalent hydrocarboné saturé ou non en C1 à C13, substitué ou
non substitué, aliphatique, cyclanique ou aromatique ;
- les substituants R3, identiques ou différents, représentent chacun un
radical alkyle, linéaire ou ramifié, en C1 à Cg ;
- n a une valeur suffisante pour conférer au polyorganopolysiloxane A une
viscosité dynamique à 25°C allant de 1.000 à 1.000.000 mPa.s ;
a est zéro ou 1 ;
- b représente zéro ou 1 ;
(2i) 2 à 170 parties en poids de charges minérales G ;
(3i) une quantité efficace d'un catalyseur de durcissement H choisi parmi
- les amines et sels d'acides carboxyliques de métaux dont le Sn, Zn,
Fe, Pb, Ba et Zr, en particulièrement les sels d'acides gras
carboxyliques (exemples : dilaurate de dibutylétain, dioctoate de
dibutylétain, stéarate de fer, octoate d'étain II et octoate de plomb),
- les dérivés organiques du titane,
- et les chélates, en particulier le bis(acéthylacétonate) de dibutylétain ;
(4i) 1 à 20 parties d'au moins un polymère silylé C, de masse moléculaire de
300 à 100 000, et de préférence 1000 à 50000
- comportant au moins 2 motifs R4a(OR5)3-~ Si-C----
+ reliés au polymère par l'intermédiaire de chaîne
hydrocarbonée de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence
alkylène,
+ et R4, identiques ou différents, représentent un radical
monovalent hydrocarboné saturé ou non saturé comportant de
1 à 13 atomes de carbone et pouvant être substitué (exemple
halogéne), ce radical étant aliphatique, cyclique et/ou
aromatique,
+ et R5, identiques ou différents, représentent un radical
monovalent hydrocarboné saturé ou non saturé comportant de
1 à 8 atomes de carbone, ce radical étant aliphatique, cyclique
et/ou aromatique,


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- le polymère étant constitué
+ d'au moins un motif -N-(C=O)-O- ,
+ d'au moins un motif -N-(C=O)-X- où X est choisi parmi
l'azote, le soufre, l'oxygène et le carbone,
+ et pouvant comporter d'autres motifs choisis parmi les motifs
ester, éther, urée, amide, isocyanurate et d'autres fonctions ;
(5i) en option et jusqu'à 8 parties en poids d'au moins un agent promoteur
d'adhérence P à base d'un composé additionnel organosilicique choisi parmi
les composés portant à la fois (1) des groupes hydrolysables liés à l'atome de
silicium et (2) des groupes organiques substitués par des radicaux choisis
dans le groupe des radicaux amino, isocyanato, époxy, alkényle et
isocyanurate.
Outre les composants (1 i) à (5i), la composition selon l'invention peut
contenir
de 0 à 50 parties de diorganopolysiloxane linéaire non réactif F de formule
R'
(R')3Si0 Si-O Si(R')3 (III)
R'
m
dans laquelle
- les substituants R~, identiques ou différents, ont les mèmes significations
que celles données ci-avant pour le diorganopolysiloxane réactif A de
formule (I) ;
- m a une valeur suffisante pour conférer aux polymères de formule (III) une
viscosité dynamique à 25°C allant de 10 à 200.000 mPa.s, et de
préférence
allant de 50 à 150.000 mPa.s.
Selon une variante préférée de l'invention, les substituants R1 et R2 des
polyorganosiloxanes A et des polymères facultatifs F sont choisis dans le
groupe
formé par
- les radicaux alkyles et halogénoalkyles ayant de 1 à 13 atomes de carbone,
- les radicaux cycloalkyles et halogénocycloalkyles ayant de 5 à 13 atomes de
carbone,
- les radicaux alcényles ayant de 2 à 8 atomes de carbone,
- les radicaux aryles et halogénoaryles mononucléaires ayant de 6 à 13 atomes
de carbone,


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- les radicaux cyanoalkyles dont par exemple les chaînons alkyles ont de 2 à 5
atomes de carbone.
Plus particulièrement, les substituants R1 et R2 sont les radicaux méthyle,
éthyle, propyle, isopropyle, n-hexyle, phényle, vinyle et 3,3,3-
trifluoropropyle.
A titre d'exemples concrets de motifs (R1)2Si02~2 ou (R1)2Si0 présents dans
les polyorganopolysiloxanes A et dans les diorganopolysiloxanes non réactifs F
facultatifs de formule (III), on peut citer : (CH3)2Si0, CH3(CH2=CH)SiO,
CH3(CgHS)SiO, (CgHS)2Si0, CF3CH2CH2(CH3)SiO, NC-CH2CH2(CH3)SiO, NC-
CH(CH3)CH2(CH2=CH)SiO, et NC-CH2CH2CH2(CgHS)SiO.
Comme exemple de radicaux R3, on peut citer les radicaux alkyles en C1 à C4,
tels que les radicaux méthyle, éthyle, propyle, isopropyle et n-butyle.
En général, les compositions sont préparées à l'abri de l'humidité en opérant
dans un apareillage fermé, muni d'une agitation, dans lequel on peut au besoin
faire
le vide, puis remplacer éventuellement l'air chassé par un gaz inerte anhydre,
par
exemple par de l'azote. A titre d'exemples d'appareillages, on peut citer :
les
disperseurs lents, les malaxeurs à pale, à hélice, à bras, à ancre, les
malaxeurs
planétaires, les malaxeurs à crochet, les extrudeuses à vis unique ou à
plusieurs vis.
A titre d'exemple de mode opératoire, la composition peut être préparée dans
un réacteur fermé sous agitation en suivant les 3 étapes successives définies
ci-
dessous
1 : étape de fonctionnalisation au cours de laquelle on fait réagir
(1') au moins un diorganopolysiloxane linéaire réactif A' comprenant un
groupement hydroxyle à chaque extrémité de chaîne, de formule
- dans laquelle
R'
HO Si0 H (i)
R~ n
+ les substituants R1, identiques ou différents, ont les mêmes
significations que celles données ci-avant pour le polyorganopolysiloxane
A ;
+ n a une valeur suffisante pour conférer aux diorganopolysiloxanes de
formule (I) une viscosité dynamique à 25°C allant de 1.000 à 1.000.000
mPa.s, et de préférence, allant de 10.000 à 200.000 mPa.s. ;


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et en option pouvant comprendre des motifs T de formule R1Si03~2 et/ou
des motifs Si02 dans la proportion d'au plus 1 % (ces % exprimant le
nombre de motifs T et/ou Q pour 100 atomes de silicium).
(2') avec au moins un polyalkoxysilane B de formule
2 3
(R )aS~I(~CH2CH2)bOR l4-a (II)
2 3
dans laquelle les substituants R , R , a et b, identiques ou différents, ont
les mêmes significations que celles données ci-avant pour le
polyorganosiloxane A ;
(3') en opérant la réaction de (1') avec (2') en présence d'une quantité
catalytiquement efficace d'un catalyseur D de fonctionnalisation ;
(4') le milieu réactionnel de l'étape 1 pouvant comprendre en outre
- au moins un alcool aliphatique E en C1 à Cg ; et/ou
au moins un diorganopolysiloxane linéaire non réactif F de formule
(III) ;
2 : étape de mélange (ou de "compoundage") au cours de laquelle on introduit
dans le milieu de fonctionnalisation de l'étape 1, maintenu sous agitation,
dans un
ordre quelconque
(5') une charge minérale G à base de silice amorphe et éventuellement
d'autres charges ;
(6') au moins un polymère silylé C de définition identique à celle donnée
précédemment ;
(7') en option, un promoteur d'adhérence P ;
(8') une quantité efficace d'un catalyseur de durcissement H ;
(9') éventuellement au moins un diorganopolysiloxane linéaire non réactif F
répondant à la formule (III) mentionnée ci-avant ; et
3 : étape de finition au cours de laquelle le mélange de base obtenu, maintenu
sous agitation, est soumis à une opération de dévolatilisation effectuée sous
une
pression inférieure à la pression atmosphérique.
Pour ce mode opératoire, il est recommandé d'utiliser un appareillage
permettant


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- de brasser intimement, à l'abri de l'humidité : dans l'étape 1, les
constituants A,
B, D, E et F ; puis dans l'étape 2, le mélange réactionnel de l'étape 1
complété
par l'ajout des constituants C, G, H, P et F, G étant ajouté de préférence en
premier ;
- et d'évacuer dans l'étape 3 les matières volatiles présentes (polymères de
bas
poids moléculaires, alcool formé au cours de la réaction de
fonctionnalisation,
alcool E éventuellement utilisé).
Chacune des étapes mise en oeuvre dans cette préparation est conduite à une
température se situant dans l'intervalle allant de 10 à 110°C. De
préférence, chacune
des étapes est conduite à une température allant de 15 à 90°C.
L'étape 1 est conduite pendant une période de temps suffisante et optimum (par
exemple de 10 secondes à 10 minutes) pour réaliser une réaction de
fonctionnalisation complète ou le plus proche possible du degré maximal de
fonctionnalisation accessible dans les conditions opératoires choisies.
L'étape 2 est conduite pendant une période de temps suffisante et optimum (par
exemple de 10 secondes à 1 heure) pour arriver à des compositions homogènes.
L'étape 3 est conduite généralement sous une pression réduite comprise entre
20.102Pa et 900.102 Pa, pendant une période de temps suffisante et optimum
(par
exemple de 10 secondes à 1 heure) pour évacuer toutes les matières volatiles.
Pour préparer la composition organopolysiloxane monocomposante selon ce
mode opératoire, on utilise sur la base de 100 parties en poids de
diorganopolysiloxane(s) linéaires) hydroxylé(s) A
- une quantité catalytiquement efficace de catalyseur de fonctionnalisation D,
- de 2 à 15 parties de polyalkoxysilane(s) B , et de préférence 3,5 à 7
parties ;
- de 0 à 50 parties de diorganopolyasiloxane(s) linéaires) non réactifs) F, et
de
préférence de 20 à 40 parties ;
- de 2 à 250 parties de charge minérale G , et de préférence 8 à 150 parties ;
- de 0,05 à 5 parties d'un catalyseur de durcissement H , et de préférence
0,05
à 3 parties,
- de 1 à 20 parties d'au moins un polymère silylé C, et de préférence 5 à 15
parties,
Parmi les polyalkoxysilanes B utilisables, on peut notamment citer les
suivants
Si(OCH3)4, Si(OCH2CH3)4, Si(OCH2CH2CH3)4, (CH3O)3SiCH3, (C2H5O)3SiCH3,
(CH30)3Si(CH=CH2), (C2H50)3Si(CH=CH2), (CH30)3Si(CH2-CH=CH2),


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(CH30)3Si[CH2-(CH3)C=CH2], (C2H50)3Si(OCH3), Si(OCH2-CH2-OCH3)4,
CH3Si(OCH2-CH2-OCH3)3, (CH2=CH)Si(OCH2CH20CH3)3, CgHSSi(OCH3)3,
CgHSSi(OCH2-CH2-OCH3)3, Si(OC2H5)4, et CH3Si(OCH3)3,
En ce qui concerne le catalyseur D de fonctionnalisation, on peut faire appel
aux composés suivants : l'acétate de potassium (cf. US-A-3.504.051), les
oxydes
minéraux divers (cf. FR-A-1.495.011), les carbamates (cf. EP-A-0.210.402), la
lithine
(cf. EP-A-0.367.696), et la soude ou la potasse (cf. EP-A-0.457.693), et de
préférence
la lithine, de formule LiOH ou LiOH, H20. De préférence, la lithine est
utilisée en
solution dans au moins un alcool aliphatique E ayant de 1 à 3 atomes de
carbone, tel
que par exemple le méthanol, l'éthanol, l'isopropanol ou un mélange de ces
alcools.
Par quantité catalytiquement efficace de catalyseur D, on entend une quantité
telle que la vitesse de réaction de fonctionnalisation soit la plus élevée
possible,
notamment en utilisant les polyalkoxysilanes B suivant : Si(OC2H5)4,
CH3Si(OCH3)3,
CH3Si(OC2H5)3, (C2H50)3Si(OCH3), (CH2=CH)Si(OCH3)3, (CH2=CH)Si(OC2H5)3.
Dans la plupart des cas, on utilise de 0,001 à 5 moles de catalyseur D pour 1
mole de groupements silanols (Si-OH) apportés par le (ou les) polymères)
hydroxylé(s) A'.
La composition selon l'invention peut étre aussi préparée à partir d'autres
modes opératoires. A ce sujet, on se reportera au document US 5,674,936
(notamment exemple 3) ou document FR 2,742763.
Le polymère silylé C au sein des compositions selon l'invention peut étre de
nature variée. Selon une première variante préférée, celui-ci comprend ou est
constitué principalement de motifs identiques ou similaires choisis parmi les
motifs de
type polyester, polyether, polyesteramide, polycaprolactone et/ou
polyacrylate, et plus
particulièrement choisis parmi les motifs de type polyether.
Selon une seconde variante préférée , le polymère silylé est un polyuréthanne
silylé, comprenant au moins deux liaisons uréthane par molécule de polymère.
Selon une troisième variante préférée de l'invention, le motif
R4a(OR5)3-a-Si-C---- est présent à chaque extrémité du polymère silylé.
A titre d'exemples de polyuréthanne silylé utilisable dans le cadre de
l'invention,
on citera par exemple les produits de la société Witton tel que Witton 725 et
Witton
725-80.


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_g_
Dans le cas où on utilise un promoteur d'adhérence P, celui-ci peut être
choisi
plus précisement parmi au moins un composé organosilicique portant à la fois
(1) au
moins un groupe hydrolysable lié à l'atome de silicium et (2) au moins un
groupe
organique comprenant un radical alkyle linéaire ou ramifié comprenant de 1 à 8
atomes de carbone dont au moins l'un des carbones porte un groupement amine
primaire ou secondaire. En général, ce composé organosilicique peut être
sélectionné parmi au moins un silane organo-fonctionnel de formule (IV)
(R~oHNR~~)Si(R9)a (~R~2)3-a
dans laquelle
- R9 représente un radical hydrocarboné monovalent ayant de 1 à 6
atomes de carbone, un radical phényle, un radical vinyle,
- R~° représente un atome d'hydrogène, un radical alkyle linéaire ou
ramifié comprenant de 1 à 8 atomes de carbone pouvant contenir au
moins un groupe amine primaire,
- R~ ~ représente un radical hydrocarboné divalent ayant de 1 à 6 atomes
de carbone comprenant éventuellement une fonction éther,
- R~z représente un groupe alkyle ou alcoxyalkyle ayant moins de 8
atomes de carbone,
- et a est égal à 0 ou 1.
A titre d'exemples de composés organosiliciques ceux -ci sont choisis parmi
les
silanes de formule
(CH30CH2CH20)3Si-(CH2)2NH2 ; (CH30CH2CH20)3Si-(CH2)3NH2
(C2H50)3Si-(CH2)30(CH2)3NH2 ~ (C2H50)2C6H5Si-(CH2)30(CH2)3NH2
(C2H50)3Si-CH20(CH2)2NH2 ; (C2H50)3Si-(CH2)30(CH2)2NH2 ;
(C2H50)2CH3Si-(CH2)3NH2 ; (C2H50)3Si-(CH2)3NH2
(CH30)3Si-(CH2)3NH2 ; (CH30)3Si-(CH2)3NH(CH2)2NH2 ,
et (CH3)(CH30)2Si-(CH2)3NH(CH2)2NH2.
Les charges G se présentent sous la forme de produits minéraux très finement
divisés dont le diamètre particulaire moyen est inférieur à 0,1 micron. Parmi
ces
charges figurent les silices de combustion, les silices de précipitation, les
oxydes de
titane et d'aluminium de combustion, et les noirs de fumée. Dans le cas où on
utilise
uniquement des charges G siliceuses, les compositions selon l'invention en
contiennent de 2 à 40 parties en poids pour 100 parties en poids de
polyorganosiloxane A.


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_g_
Les charges G peuvent également se présenter sous la forme de produits
minéraux et/ou organiques plus grossièrement divisés, de diamètre particulaire
moyen
supérieur à 0,1 micron ; parmi ces charges figurent le quartz broyé, les
silices de
diatomées, le carbonate de calcium, l'argile calcinée, l'oxyde de titane du
type rutile,
les oxydes de fer, de zinc, de chrome, de zirconium, de magnésium, les
différentes
formes d'alumine (hydratée ou non), le nitrure de bore, le lithopone, le
métaborate de
baryum, la poudre de liège, la sciure de bois, les phtalocyanines, les fibres
minérales
et organiques, les polymères organiques (polytétrafluoroéthylène,
polyéthylène,
polypropylène, polystyrène, polychlorure de vinyle).
Ces charges peuvent être modifiées en surface, et plus spécialement les
charges
d'origine minérale, par traitement avec les divers composés organosiliciques
habituellement employés pour cet usage. Ainsi ces composés organosiliciques
peuvent être des organochlorosilanes, des diorganocyclopolysiloxanes, des
hexaorganodisiloxanes, des hexaorganodisilazanes ou des diorganocyclo-
polysilazanes (brevets FR 1 126 884, FR 1 136 885, FR 1 236 505, GB 1 024
234).
Les charges traitées renferment, dans la plupart des cas, de 3 à 30 % de leur
poids
de composés organosiliciques.
L'introduction des charges a pour but de conférer de bonnes caractéristiques
mécaniques et rhéologiques aux élastomères découlant du durcissement des
compositions conformes à l'invention. On peut introduire une seule espèce de
charges ou des mélanges de plusieurs espèces.
En combinaison avec ces charges peuvent être utilisés des pigments minéraux
et/ou organiques ainsi que des agents améliorant la résistance thermique (sels
et
oxydes de terres rares tels que les oxydes et hydroxydes cériques) et/ou la
résistance
à la flamme des élastomères. Parmi les agents améliorant la résistance à la
flamme
peuvent être cités les dérivés organiques halogénés, les dérivés organiques du
phosphore, les dérivés du platine tels que l'acide chloroplatinique (ses
produits de
réaction avec des alcanols, des éthers-oxydes), les complexes chlorure
platineux
oléfines. Ces pigments et agents représentent ensemble au plus 20 % du poids
des
charges.
En ce qui concerne le catalyseur de durcissement H, celui-ci est de préférence
un sel d'étain.
D'autres agents auxiliaires et additifs peuvent être incorporés à la
composition
selon l'invention ; ceux-ci sont choisis en fonction des applications dans
lesquelles
sont utilisées lesdites compositions.


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Les compositions conformes à l'invention sont stables au stockage en l'absence
d'eau, durcissant dès la température ambiante en présence d'humidité. Le
durcissement (ou la réticulation) s'effectue de l'extérieur à l'intérieur de
la masse des
compositions. II se forme d'abord, en surface, une peau puis la réticulation
se poursuit
dans la masse.
Les compositions peuvent ètre employées pour de multiples applications
comme le jointoiement dans l'industrie du bâtiment, l'assemblage et le collage
de
matériaux les plus divers (métaux ; matières plastiques comme par exemple le
PVC,
le PMMA ; les caoutchoucs naturels et synthétiques ; bois ; carton ; faïence ;
brique ;
verre ; pierre ; béton ; éléments de maçonnerie), et ceci aussi bien dans le
cadre de
l'industrie du bâtiment que dans celui des industries de l'automobile, de
l'électroménager et de l'électronique.
Les compositions conformes à l'invention conduisent, après durcissement,
notamment à des températures d'environ 5 à 35°C sous l'action de
l'humidité, à des
élastomères dont l'adhérence est très bonne sur divers substrats.
Exemples
Les exemples ci-dessous concernent des préparations de compositions selon
l'invention et des compositions témoins non conforme à l'invention.
Témoin ' composition sans polyuréthanne silylé préparée selon un mode
discontinu.
Etape 1.
A température ambiante, on introduit dans un malaxeur muni d'une agitation
tripale de type papillon, de 3 litres
(1) 588 g d'une huile silicone linéaire a,c~-dihydroxypolydiméthylsiloxane A
de viscosité 135 000 mPa.s à 25°C,
(2) 56 g d'une huile a,w-di(triméthylsiloxyl)polydiméthylsiloxane F de
viscosité 100 000 mPa.s à 25°C,
(3) et 140 g d'une huile , a,w-di(triméthylsiloxyl)polydiméthylsiloxane F de
viscosité 100 mPa.s à 25°C.
Une fois l'introduction terminée, le contenu du malaxeur est agité, à 250
tours/minute, pendant 5 minutes.


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(4) Au bout de cette période, on ajoute 28 g de vinyltriméthoxysilane B ; le
contenu du malaxeur est agité ensuite, à 250 tours/minute, pendant 5
minutes.
(5) Puis, on introduit dans le malaxeur 3,6 g d'une solution à 4 % en poids
de lithine (LiOH, H20) dans du méthanol (soit 0,16 g de lithine LiOH, H20
D et 3,84 g de méthanol E), et on laisse réagir sous agitation à 400
tours/minute durant 4 minutes.
Etape 2
Au bout de la période précitée, on introduit à la température ambiante
(23°C)
56 g de silice de combustion G de type Aerosil 150 commercialisée par la
Société DEGUSSA.
Cette silice est introduite progressivement, sous agitation variable, sur une
période de temps de 8 minutes ; une fois l'introduction terminée, le contenu
du
malaxeur est ensuite agité, à 400 tours/minute, pendant 4 minutes.
On ajoute ensuite 672g de carbonate de calcium broyé G de type BLR3 de la
société OMYA. à 200 tours/minutes pendant 2 minutes. Puis, on mélange 5
minutes à 350 tours/minute.
L'agent thixotropant de marque Breox 8225 de la société INSPEC, le silane
aminé A2120 de la société WITCO et le catalyseur à l'étain (mélange à base du
produit Métatin 712E de la société ACIMA) sont alors introduits en prémélange
(4.2g, 7.7g et 0.34g).
Etape 3.
Au bout de la période précitée, le contenu du malaxeur est encore agité à
150 tours/minute, durant 6 minutes en opérant cette fois sous une pression
inférieure à la pression atmosphérique, de l'ordre de 40.102 Pa, puis il est
conditionné dans un emballage étanche à l'humidité de l'air et à la vapeur
d'eau.
On obtient une composition monocomposante ayant l'aspect d'une pâte
homogène, et collante.
On mesure les différentes propriétés, recherchées, mentionnées ci-après
Exemples 1 à 3 : compositions avec polyuréthanne silylé préparées selon un
mode discontinu.


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Trois compositions avec polyuréthanne silylé ont été préparées. Le
polyuréthanne silylé ( produit Witton 725) est introduit au cours de l'étape
2, après
introduction progressive de la silice G et agitation du milieu réactionnel.
Les pourcentages des constituants des 4 compositions sont donnés dans la
table 1 ci-dessous.
Table 1
Compositions Tmoin E1 E2 E3
(%)


Huile (1) 37.80 36.48 36.88 36.62


Huile (2) 3.60 3.47 3.51 3.49


Huile (3) 9.00 8.69 8.78 8.72


Rrticulant 1.80 1.74 1.76 1.74
(4)


Catalyseur 0. 23 0.22 0.23 0.22
(5)


Silice AE 3.50 3.47 3.51 4.18
150


PU silyl /- 3.50 2.50 2.50


CaC03 43.19 41.69 42.15 41.86


Brox B225 0.27 0.26 0.26 0.26


Silane A2120 0.50 0.48 0.48 0.48


Catalyseur 0.02 0.02 0.02 0.02

l'tain


Tests : voir table 2 ci-dessous
Propriétés d'adhérence sur différents supports
L'autoadhérence est évaluée en déposant, à partir d'une fraction de chaque
composition, deux cordons d'environ 5 mm d'épaisseur sur différents supports.
La longueur de chaque support, correspondant à la longueur de chaque cordon
déposée, est d'environ 75 mm.
Ensuite, on laisse réticuler les cordons pendant 7 jours à 23°C et
à 50
d'humidité relative.


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Puis, on effectue les tests d'adhérence par pelage avec immersion et sans
immersion des supports. Ce test s'effectue de la façon suivante
+ à l'aide d'une lame de rasoir, dégager l'extrémité d'un des cordons sur
environ 10 mm ;
+ le positionner à 120° d'angle par rapport au plan du support ;
+ exercer une traction, à la main, permettant de décoller ou d'arracher le
cordon sur environ 50 mm ;
+ renouveler l'opération sur le deuxième cordon ;
+ examiner ensuite les flans d'adhérence sur le support.
Pour les tests avec immersion, les supports supportant les cordons sont
immergés pendant 4 jours à 23°C dans un bain d'eau distillée .à
23°C. Ensuite, on
retire les supports du bain et on laisse sécher 24 heures à 23°C, avant
d'effectuer le
test d'adhérence par pelage.
Chaque donnée dans le tableau correspond respectivement aux tests sans
immersion/avec immersion.
S'il n'y a aucun film de composition résiduelle à la surface du support, la
rupture
est dite adhésive. La composition n'adhère pas sur le support : on notera RA
dans le
tableau des résultats correspondants.
S'il reste un film continu de composition à la surface du support, la rupture
est
dite cohésive. La composition adhère bien sur le support : on notera RC dans
le
tableau des résultats.
Table 2.
Compositions Tmoin E1 E2 E3


- PVC Labo (1) RC / RA RC / RC RC / RC RC / RC


- PVC Rehau (2) RC / RC RC / RC / /


- PVC Benvic (3) RC / RC RC / RC RC / RC RC / RC


- PVC Veka (4) RA/ RA RC / RC RC / RC RC / RC


- PMMA clair (5) RA / RA RC / RC RA / RA RA / RA


- PMMA charg (6) RA / RA RC / RC RC / RC RC / RA


- PC (7) RA / RA RC / RA RC / RC RC / RC


- Alu thermolaqu RC / RC RC / RC /
(8)


- Bton (9) RC / RC RC / RC


- Bois lazur (10) RA / RA RC / RC RC/RC RC/RC


(1) PVC non plastifié de la société Interplast.
(2) PVC commercialisé par la société Rehau.
(3) PVC commercialisé par (a société Benvic.


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(4) PVC commercialisé par la société Veka.
(5) PMMA Altuglas incolore référence 100 10000 de la société Atoglas.
(6) PMMA Altuglas référence 110 20684 de la société Atoglas.
(7) Polyocarbonate Lexan.
(8) Aluminium thermolaqué commercialisé par la société CEBTP.
(9) Béton SNJF commercialisé par CEBTP.
(10) Bois SIPO recouvert de 2 couches de lasure de marque V33.

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Claims 2001-12-07 4 139
Description 2001-12-07 14 585
PCT 2001-12-07 11 537
Assignment 2001-12-07 5 185
Correspondence 2002-05-29 1 35
Assignment 2002-07-17 2 66